(57)【要約】      （修正有）【課題】電気光学物質に対する横電界の影響を緩和し、明るく高コントラスト比の表示を行う。【解決手段】一対の基板10,20間に電気光学物質が挟持され、一方の基板10上に、平面配列された複数の画素電極9aと、画素電極9aを駆動する配線6a,11a及び素子30と、画素電極9aの下地表面における平面的に見て相隣接する画素電極の間隙に対応する領域に形成された凸部90とを備える。他方の基板20上に、対向電極21を備える。【選択図】図４
2005121805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、
前記一対の基板のうち一方の基板上に、間隙を隔てて平面配列された複数の画素電極を備え、
前記一対の基板のうち他方の基板上に、前記複数の画素電極に対向する対向電極を備え、
前記間隙を隔てて相隣接する画素電極の夫々の縁部であって相隣接する縁部は、高さが互いに異なることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、
前記一対の基板のうち一方の基板上に、平面配列された複数の画素電極と、前記画素電極を駆動する配線及び素子と、前記画素電極の下地表面における平面的に見て相隣接する画素電極の間隙に対応する領域に形成された凸部とを備え、
前記一対の基板のうち他方の基板上に、前記複数の画素電極に対向する対向電極を備え、
前記間隙を隔てて相隣接する画素電極の夫々の縁部であって相隣接する第１の縁部及び第２の縁部のうち前記第１の縁部のみが前記凸部の上に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
前記間隙の幅が０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記凸部は頂上に平面を有し、前記第１の縁部は、前記平面上に終端があることを特徴とする請求項２又は３に記載の電気光学装置。
【請求項５】
更に、前記画素電極及び前記凸部の上に設けられると共に、前記凸部の第２の縁部側の側面上では、前記第１の縁部側の側面上よりも前記電気光学物質の配向を強く規制するように配向処理が施された配向膜を備えていることを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記配向膜は、前記第２の縁部から前記第１の縁部へ向かう方向にラビング処理が施されていることを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記第１の縁部は、前記凸部上における前記間隙の幅の方向についての幅が０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記凸部は、前記間隙の幅方向に沿った横断面が略台形状であることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
前記凸部の上面の前記間隙の幅の方向についての幅は、１．０μｍ以上であることを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置。
【請求項１０】
前記台形状の断面における斜辺に相当する側面の傾斜角度は、６０°以下であることを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置。
【請求項１１】
前記凸部は、少なくとも、前記間隙の幅方向における幅が相異なる複数の層を含む積層体により形成され、前記第１及び第２の縁部の各々の側に傾斜した側面を備えたことを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１２】
前記間隙の幅方向における幅が相異なる複数の層は、上層から順にエッチングレートが高い材料で構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の電気光学装置。
【請求項１３】
前記凸部の高さは、前記一対の基板の間の距離の１０分の１以上であることを特徴とする請求項２から請求項１２のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１４】
前記凸部の高さは、２００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項２から請求項１３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１５】
前記一方の基板上に、上面側に前記凸部が形成された下地層を更に備えたことを特徴とする請求項２から請求項１４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１６】
前記一方の基板上に、ＣＭＰ（化学的機械研磨）処理が施された一の絶縁膜を備え、該絶縁膜上に他の絶縁膜を介して前記凸部が形成されていることを特徴とする請求項２から請求項１４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１７】
前記凸部は、酸素（Ｏ２）ガスを含むドライエッチングによりパターン形成されていることを特徴とする請求項２から請求項１６に記載の電気光学装置。
【請求項１８】
前記複数の画素電極は、基準電圧に対して互いの駆動電圧が逆の極性となるように周期的に反転駆動される第１及び第２の画素電極群を含み、
前記凸部は、平面的に見て、前記第１の画素電極群に属する画素電極と前記第２の画素電極群に属する画素電極との間隙に対応する領域に形成されていることを特徴とする請求項２から請求項１７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１９】
前記凸部の下層側には、前記下地表面をなす下地層を介して前記配線及び素子の少なくとも一部が配置されており、該少なくとも一部の存在に応じて前記下地層が盛り上げられることで前記凸部が形成されていることを特徴とする請求項２から請求項１８のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
【請求項２１】
一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、前記一対の基板のうち一方の基板上に、間隙を隔てて平面配列された複数の画素電極を備えた電気光学装置を製造する製造方法であって、
前記一方の基板上に前記複数の画素電極を駆動する配線及び素子を形成する工程と、
前記配線及び素子の上に、前記間隙を隔てて相隣接する画素電極の夫々の縁部であって相隣接する縁部の高さが互いに異なるように、前記複数の画素電極を形成する工程と
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項２２】
一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、前記一対の基板のうち一方の基板上に平面配列された複数の画素電極を備えた電気光学装置を製造する製造方法であって、
前記一方の基板上に前記複数の画素電極を駆動する配線及び素子を形成する工程と、
前記画素電極の下地表面における平面的に見て相隣接する画素電極の間隙に対応する領域に凸部を形成する工程と、
前記配線及び素子の上に、前記間隙を隔てて相隣接する画素電極の夫々の縁部であって相隣接する第１の縁部及び第２の縁部のうち、前記第１の縁部のみが前記凸部の上に配置されるように前記複数の画素電極を形成する工程と、
前記画素電極及び前記凸部の上に、前記電気光学物質の配向を規制する配向膜を形成し、更に該形成された配向膜に対して前記第２の縁部から前記第１の縁部へ向かう方向にラビング処理を施す工程と
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置等の電気光学装置、特に、画素の列方向又は行方向において相隣接する画素電極の電圧が互いに逆の極性となるように、画素行毎又は画素列毎に駆動電圧の極性反転を周期的に行う反転駆動方式を採用する電気光学装置、及びその製造方法、並びにそのような電気光学装置を具備してなる投射型表示装置等の電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気光学装置では一般に、直流電圧印加による電気光学物質の劣化防止、表示画像におけるクロストークやフリッカの防止などのために、各画素電極に印加される電圧極性を所定規則で反転させる反転駆動方式が採用されている。
【０００３】
このうち一のフレーム又はフィールドの画像信号に対応する表示を行う間は、奇数行に配列された画素電極を対向電極の電位を基準として正極性の電位で駆動すると共に偶数行に配列された画素電極を対向電極の電位を基準として負極性の電位で駆動し、これに続く次のフレーム又はフィールドの画像信号に対応する表示を行う間は、逆に偶数行に配列された画素電極を正極性の電位で駆動すると共に奇数行に配列された画素電極を負極性の電位で駆動する（即ち、同一行の画素電極を同一極性の電位により駆動しつつ、係る電位極性を行毎にフレーム又はフィールド周期で反転させる）１Ｈ反転駆動方式が、制御が比較的容易であり高品位の画像表示を可能ならしめる反転駆動方式として用いられている。また、同一列の画素電極を同一極性の電位により駆動しつつ、係る電圧極性を列毎にフレーム又はフィールド周期で反転させる１Ｓ反転駆動方式も、制御が比較的容易であり高品位の画像表示を可能ならしめる反転駆動方式として用いられている。更に、列方向及び行方向の両方向に相隣接する画素電極間で、各画素電極に印加される電圧極性を反転させるドット反転駆動方式も開発されている。
【０００４】
これら１Ｈ反転駆動方式、１Ｓ反転駆動方式、ドット反転駆動方式等の駆動方式においては、ＴＦＴアレイ基板上で相隣接する画素電極のうち、印加電圧の極性が逆であるもの同士の間では、基板面に平行方向の電界（所謂、横電界）が生じるという問題がある。ここで横電界は、画素電極と、これに対向する対向電極との間に形成する縦電界によって動作制御されることが想定されている電気光学物質に対し、電気光学物質の動作不良を引き起こす。その結果、電気光学物質が横電界の影響を受ける領域では、光抜け等の変調不良が生じてコントラスト比が低下する。
【０００５】
そこで従来から、相隣接する画素電極の間に凸部を設け、隣接する画素電極双方の縁部が凸部に持ち上げられるように構成することによって画素電極の縁部での縦電界を強め、この部分における横電界の強度を相対的に弱めるという対策方法が提案されている（例えば、特許文献１から特許文献３を参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１４２４１４号公報
【特許文献２】特開２００１−１６６３３７号公報
【特許文献３】特開２００１−８８６８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来における各種の対応方法によれば、隣接する画素電極の縁部同士が凸部上に相対して配置されており、これら縁部を結ぶ横電界そのものの強度は低減される訳ではない。このため、横電界が電気光学物質に与える影響は、依然として無視し得ない程度に大きい。特に、横電界は、画素の狭ピッチ化により相隣接する画素電極間の距離が縮まるほど顕在化するため、装置の高精細化の際に、このような横電界による悪影響が顕在化し易いという技術的問題点がある。
【０００８】
本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであり、電気光学物質に対する横電界の影響を緩和し、明るく高コントラスト比の表示が可能な例えば液晶装置等の電気光学装置、及びその製造方法、並びに該電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１電気光学装置は上記課題を解決するために、一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、前記一対の基板のうち一方の基板上に、間隙を隔てて平面配列された複数の画素電極を備え、前記一対の基板のうち他方の基板上に、前記複数の画素電極に対向する対向電極を備え、前記間隙を隔てて相隣接する画素電極の夫々の縁部であって相隣接する縁部は、高さが互いに異なっている。
【００１０】
本発明の第１電気光学装置によれば、複数の画素電極を備えた一方の基板と、対向電極を備えた他方の基板とが対向している。このうち、複数の画素電極は平面状に配列され、相隣接する画素電極の夫々の縁部であって間隙を挟んで相隣接する縁部同士には、高低差が設けられている。
【００１１】
このように、相隣接する画素電極は、双方の縁部の高さが異なるために、その配列面に平行な方向だけでなく垂直な方向にも距離をとることになる。従って当該電気光学装置の動作時には、一般に電界は電極間距離が短くなるにつれて大きくなることから、相隣接する画素電極間に生じる電界の強度、即ち横電界の強度は、画素電極の縁部の高低差に応じて拡がった画素電極間の距離分だけ低減される。また、この場合の横電界は、相隣接する画素電極の縁部の高低差に応じて基板面に対して傾斜して生じるので、平面的に見て電気光学物質が横電界の影響を受ける範囲は、相隣接する画素電極の縁部に高低差がない場合に比べて狭くなる。
【００１２】
尚、画素電極の縁部の高さは、例えば、画素電極の下地表面のちょうど画素電極の縁部に対応する領域に凸部を設け、その上に縁部を形成するなどして調整することができる。その場合、凸部上に相隣接する縁部のうちの一方のみを形成するようにしてもよいし、双方とも形成するようにしてもよい。このように、画素電極のうち中央部分よりも高い縁部では、対向電極との距離が短くなる分だけ、対向電極との間の縦電界の強度が強まり、相対的に横電界の影響を弱めることができる。
【００１３】
これらの結果、画素電極の間隙付近において、電気光学物質が横電界によって動作不良を起こし、光変調度を適正に制御できなくなることが防止される。例えば、液晶装置では、横電界の影響を受ける液晶の分子配向が変化し、光抜け等が起きることが防止される。その結果、表示におけるコントラスト比の低下、及び輝度の低下を防止することができる。
【００１４】
また、このように相隣接する画素電極の縁部に高低差をつけて形成することで、平面的に見た画素電極間の距離を広げずとも、横電界の影響により電気光学物質が動作不良を起こす領域の幅を狭めることが可能となる。従って、電気光学物質の動作不良を隠す遮光膜もより狭い幅とすることができ、光抜け等による画質不良を起こすことなく各画素領域の開口率を高めたり、画素ピッチを狭めたりすることが可能となる。
【００１５】
以上の結果、本発明の電気光学装置によれば、明るく、高品位の表示が可能である。
【００１６】
本発明の第２電気光学装置は上記課題を解決するために、一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、前記一対の基板のうち一方の基板上に、平面配列された複数の画素電極と、前記画素電極を駆動する配線及び素子と、前記画素電極の下地表面における平面的に見て相隣接する画素電極の間隙に対応する領域に形成された凸部とを備え、前記一対の基板のうち他方の基板上に、前記複数の画素電極に対向する対向電極を備え、前記間隙を隔てて相隣接する画素電極の夫々の縁部であって相隣接する第１の縁部及び第２の縁部のうち前記第１の縁部のみが前記凸部の上に形成されている。
【００１７】
本発明の第２電気光学装置によれば、複数の画素電極、画素電極を駆動する配線及び素子を備えた一方の基板と、対向電極を備えた他方の基板とが対向している。このうち、複数の画素電極は平面状に配列され、相隣接する画素電極の間隙に対応する領域に凸部が形成されている。ここに「間隙に対応する領域」とは、間隙のみならず、間隙付近における画素電極の第１の縁部が形成された領域をも意味する趣旨である。更に、相隣接する画素電極の夫々の縁部であって間隙を挟んで相隣接する縁部は、一方のみ、即ち第１の縁部のみが凸部の上まで延びている。つまり、画素電極の縁部に着目すると、間隙を介して相対する縁部のうちの一方だけが凸部に持ち上げられている。凸部は、例えば絶縁体からなる。凸部の具体的形状は特に制限されないが、例えば、画素電極の配列方向における横断面が山形状や台形状や階段状であり、基板面上にて平面的に見れば、画素電極間の間隙に延在するようにストライプ状或いは格子状に形成される。
また、画素電極は、例えば画素に対応する領域毎に配置されたアイランド状の電極であり、その他にもストライプ状、セグメント状等の各種の形状をとることが可能である。このように、相隣接する画素電極は、双方の縁部のうちの一方だけが凸部に持ち上げられるので、その配列面に平行な方向だけでなく垂直な方向にも距離をとることになる。
【００１８】
従って当該電気光学装置の動作時には、一般に電界は電極間距離が短くなるにつれて大きくなることから、相隣接する画素電極間に生じる電界の強度、即ち横電界の強度は、凸部の高さに応じて拡がった画素電極間の距離分だけ低減される。また、この場合の横電界は、相隣接する画素電極の縁部の高低差に応じて基板面に対して傾斜して生じるので、平面的に見て電気光学物質が横電界の影響を受ける範囲は、相隣接する画素電極の縁部に高低差がない場合に比べて狭い。
【００１９】
加えて、凸部上に形成された第１の縁部は、凸部の高さ分だけ対向電極との距離が短縮される。そのため、第１の縁部では、対向電極との間の縦電界の強度が強まり、相対的に横電界の影響が弱くなる。
【００２０】
更に加えて、凸部を電気光学物質よりも透磁率が低い材料から構成すれば、電気光学物質が凸部で置き換えられる分だけ、凸部付近における横電界は低減されることになる。
【００２１】
これらの結果、画素電極の間隙付近において、電気光学物質が横電界によって動作不良を起こし、光変調度を適正に制御できなくなることが防止される。例えば、液晶装置では、横電界の影響を受ける液晶の分子配向が変化し、光抜け等が起きることが防止される。その結果、表示におけるコントラスト比の低下、及び輝度の低下を防止することができる。
【００２２】
また、このように相隣接する画素電極の縁部に高低差をつけて形成することで、平面的に見た画素電極間の距離を広げずとも、横電界の影響により電気光学物質が動作不良を起こす領域の幅を狭めることが可能となる。従って、電気光学物質の動作不良を隠す遮光膜もより狭い幅とすることができ、光抜け等による画質不良を起こすことなく各画素領域の開口率を高めたり、画素ピッチを狭めたりすることが可能となる。
【００２３】
以上の結果、本発明の電気光学装置によれば、明るく、高品位の表示が可能である。
【００２４】
尚、前記間隙の幅は、０．５μｍ以上としてもよい。
【００２５】
間隙の幅が０．５μｍ以下であると、間隙における電界の変化量が急峻となり、横電界が強くなり、電気光学物質の配向が乱れやすくなる。従って、この態様では、間隙における横電界を抑え、電気光学物質の配向不良を抑制することが可能である。尚、横電界の発生しやすい画素電極の間隙近傍には、ラビングした際に電気光学物質の配向不良が生じやすい側面を極力設けないようにする。これにより、仮に配向不良が発生しても、配向不良の連鎖が広がらない。
【００２６】
また、以上の態様において、前記凸部は頂上に平面を有し、前記第１の縁部は、前記平面上に終端があるようにしてもよい。
【００２７】
ここでいう凸部の「頂上」は、凸部の最も高い部位であり、点や線、若しくは面で構成された１又は複数の部位を意味している。このように構成すれば、第１の縁部が凸部の最も高い部位にあるため、且つ第１及び第２の縁部間における高さ方向の距離を最大限にとることができるため、第１の縁部における縦電界を効率よく強めることができ、相対的に横電界の影響を排除することができる。尚、第１の縁部の終端が、凸部の頂上を越えて第２の縁部側に延びる場合も、凸部の頂上において上記同様に強い縦電界を得ることができる。但し、この場合には、第１の縁部と第２の縁部を最短で結ぶ直線を中心として電気力線が集中的に発生し、上記縦電界を大なり小なり打ち消すように働く。
【００２８】
また、本態様では、第１の縁部の終端位置によっては第１の縁部と第２の縁部とを結ぶ最短の電気力線が凸部に遮られる位置関係が成立する。このとき、電気力線は凸部を迂回して発生するので、横電界が形成され難く、その電界強度は低減される。このように凸部自体が横電界を遮蔽するように機能するのは、第１の縁部が凸部の頂上よりも第２の縁部から離れた終端を持つ場合に一層顕著であるが、そうした態様では、第１の縁部が凸部に十分持ち上げられずに縦電界を強めることができない可能性がある。
【００２９】
従って、この態様では、縦電界を強めると同時に横電界を弱めるように画素電極縁部の構造を最適化することが容易となる。
【００３０】
更に、この態様では、前記画素電極及び前記凸部の上に設けられると共に、前記凸部の第２の縁部側の側面上では、前記第１の縁部側の側面上よりも前記電気光学物質の配向を強く規制するように配向処理が施された配向膜を備えているようにしてもよい。
【００３１】
このように構成すれば、凸部における二つの側面のうち、縦電界が相対的に弱いために、例えば液晶の配向不良の如き電気光学物質の動作不良が相対的に生じ易い側の側面については、配向処理によって配向が相対的に強く規制される。ここでいう「配向処理」は、液晶等の電気光学物質を、光学的構造に基づいて所定方向に配列させる各種処理をいう。代表的な配向処理はラビング法と呼ばれるものであり、植毛布を巻き付けたローラを基板と一定間隔で転動させ、基板上の配向膜を植毛布で擦る工程である。これにより、ポリイミド樹脂等からなる配向膜の表面では、ポリイミド樹脂が一定方向に配向する。よって、この配向膜の表面に接触する液晶等の電気光学物質もまた一定に配向するようになる。本発明に係る配向膜は、例えば基板の全面に形成するなど、画素電極だけでなく凸部も覆うようにすると、凸部の形状に準じて凸部上が隆起したものとなる。通常、ローラは、ラビングトルクを一定とするため、基板との間隔を一定に保ちながら所定の方向に移動する。そのため、凸部上をローラが横断すると、先にローラが当たる側面は確実に植毛布が当たって擦られるが、その反対側の側面では、表面にローラが十分追従できず、擦られる度合いが不十分となる傾向にある。つまり、配向膜の凸部周辺では、擦り上げられる側面には電気光学物質の配向を十分に規制できるように配向処理がなされるのに対し、擦り下げられる側は電気光学物質の配向を十分規制できるほど配向処理がなされないことがある。尚、「凸部の側面」は、例えば傾斜面或いは急峻に立ち上がった壁面であってよく、表面は平坦面或いは曲面で構成される。尚、傾斜面は、段差がないものは勿論、階段状に段差が形成されていてもよい。その他の配向処理としては、斜方蒸着法、光配向法などが挙げられる。斜方蒸着法は、斜め方向から蒸着を行い、基板表面に特定の凹凸を形成するものである。この場合、配向膜に対し、凸部の一側面の方向から斜めに蒸着すると、その反対側の側面は十分に蒸着されず、結果としてラビング法と同様の趣旨の問題が起きる可能性がある。光配向法は、基板上の配向膜に所定角度で紫外線を照射することによって配向膜内部に一定角度の配向規制力を生じさせ、感光した部分の配向を制御するものである。この場合も、配向膜に対して凸部の一側面の方向から斜めに光を入射させると、その反対側の側面には十分に光が当たらず、同様の問題が起きる可能性がある。
【００３２】
本態様によれば、以上のように配向膜上の凸部周辺に適切な配向処理がなされない部位が生じる可能性がある場合に好適に適用することができる。即ち、配向膜においては、凸部の第１の縁部側の側面（以下適宜、第１の側面と呼ぶことにする）及び凸部の第２の縁部側の側面（以下適宜、第２の側面と呼ぶことにする）のうち、第１の側面上が、配向処理が不十分である領域に選ばれる。即ち、第２の側面上が、配向処理が十分である領域に選ばれる。そのため、凸部の第１の側面上では、配向膜が電気光学物質の配向を十分に規制できず、横電界等のために電気光学物質が配向不良を起こす可能性がある。しかしながら、第１の側面は、平面で構成された凸部の頂上と凸部から外れた平坦面とに挟まれている。
【００３３】
このうち凸部の頂上は面で構成されていることから、その上の領域(i)では、配向膜は十分に配向処理がなされている。また、凸部の頂上には、画素電極の第１の縁部が延びている。第１の縁部は、画素電極の他の部分に比べて対向電極との距離が近く、その上の領域(i)では、縦電界の強度が比較的強いこともあって横電界の影響は終端周辺に限られる。そのため、領域(i)では、電気光学物質を安定して適正に配向させることが可能である。
【００３４】
一方、凸部から外れた平坦面上の領域(ii)では、配向膜は当然ながら十分に配向処理がなされている。また画素電極の終端から離れているため、この領域(ii)では横電界の影響が殆どなく、電気光学物質を安定して適正に配向させることが可能である。
【００３５】
第１の側面上における配向膜は上述のように配向性が弱いが、この領域の電気光学物質は、配向方向が揃った領域(i)、(ii)の電気光学物質の各々との間に働く相互作用、即ち連鎖的に働く分子間力等によって、これら領域(i)、(ii)の電気光学物質と同方向に配向が揃う。従って、第１の縁部上では、領域(i)から領域(ii)までを通じて電気光学物質が一様に良好な配向状態を保つことができ、光抜け等の発生を抑制することが可能となる。
【００３６】
尚、凸部の第２の側面上の領域では、配向膜は確実に配向処理がなされるため、電気光学物質の配向は適正に制御される。この領域は、ちょうど第１の縁部と第２の縁部との間にあるため少なからず横電界が生じるが、配向膜に付与される配向性のおかげで、電気光学物質の配向が大きく乱れることは抑制される。
【００３７】
以上の結果、横電界が作用する領域をほぼ第１の縁部と第２の縁部の間隙という局所に限定し、しかも、この領域における横電界の影響を極力排除することが可能である。これによれば、凸部の存在によって配向膜の配向処理が不均一に行われたとしても、その不均一性が実際に電気光学物質の配向に及ぼす影響は大幅に抑制される。その結果、一層効果的に良好な画質を保つことができ、遮光膜の幅を狭くして画素の開口率を高めたり、画素ピッチの狭ピッチ化を図ったりするのに対しても有利である。
【００３８】
ちなみに本発明では、配向膜を、凸部の第２の側面上よりも第１の側面上にて電気光学物質の配向を強く規制するように構成することもできる。この場合、上記態様と比べて、第１の側面上の電気光学物質は横電界の影響をより受け難く、より安定して良好な配向状態を保つが、第２の側面上の電気光学物質は横電界の影響を受けやすくなる。即ち、より確実に配向不良領域を局所に絞ることができるという利点がある。
【００３９】
このように配向膜の配向性の強さを、凸部の第１の側面上より第２の側面上の方で強くする態様において、前記配向膜は、前記第２の縁部から前記第１の縁部へ向かう方向にラビング処理が施されているようにしてもよい。
【００４０】
即ち、ラビング用のローラの基板に対する移動方向を、相隣接する画素電極間における第２の縁部から第１の縁部へと向かう方向としているので、配向膜の凸部周辺部分では、凸部の第２の側面上では確実に配向処理がなされる一方で、反対側の第１の側面上では、ローラが配向膜の表面に十分追従できずに、配向処理が不十分となる可能性がある。
【００４１】
そのため、配向膜の配向性が弱い第１の側面上で、横電界の影響等により電気光学物質が配向不良を起こす可能性がある。しかし、第１の側面は、平面で構成された凸部の頂上と凸部から外れた平坦面とに挟まれており、これらの平坦面上では、配向膜の配向処理は十分であり、電気光学物質の配向が揃っている。そのため、第１の側面上の電気光学物質は、これらの領域における配向が揃った電気光学物質の各々との間に働く相互作用、即ち連鎖的に働く分子間力等によって、これらの領域における電気光学物質と同方向に配向が揃う。従って、第１の縁部上では、電気光学物質が一様に良好な配向状態を保つことができ、光抜け等の発生を抑制することが可能となる。
【００４２】
また、凸部の第２の縁部側の側面上では、確実に配向処理がなされるため、配向膜に付与される配向性のおかげで、横電界の影響が緩和される。
【００４３】
以上より、凸部の存在によって、配向膜上でラビング処理が不均一に施される場合であっても、ロールの移動方向を第２の縁部から第１の縁部の方向と規定することで、電気光学物質の配向に横電界が及ぼす影響が大幅に抑制することが可能である。その結果、一層効果的に良好な画質を保つことができ、遮光膜の幅を狭くして画素の開口率を高めたり、画素ピッチの狭ピッチ化を図ったりするのに対しても有利である。
【００４４】
尚、ラビング処理は、配向処理のなかでも広く普及している技術であり、これを利用することで、比較的容易に製造することができ、また生産効率を維持することもできる。
【００４５】
或いは、このように配向膜の配向性の強さを、凸部の第１の側面上より第２の側面上の方で強くする態様において、前記第１の縁部は、前記凸部上における前記間隙の幅の方向についての幅が０．５μｍ以上であるようにしてもよい。
【００４６】
このように構成すると、凸部の頂上に、縦電界が発生する領域が十分確保される。これにより、凸部の頂上に、適正な配向状態の電気光学物質が十分量配置され、凸部の第１の側面上の電気光学物質の配向を適正に制御することが可能となる。
【００４７】
また、本発明の電気光学装置の一態様では、前記凸部は、前記間隙の幅方向に沿った横断面が略台形状であるようにしてもよい。
【００４８】
このように構成すると、凸部は一段であるので簡単な工程で容易に形成することが可能である。また、凸部の側面は斜面であり、段差が比較的緩やかであることから、側面上における配向処理が不十分となり、電気光学物質の配向不良を招くおそれを緩和することが可能である。更に、凸部の側面が斜面であると、画素電極と対向電極との間隔の変動が緩やかであるため、この間隔に対応した電気光学物質の動作状態も漸近的に変化し、光変調度の違いが目立ちにくい。
【００４９】
尚、凸部があまりに微細である場合、台形状といっても、製造上は角が丸くなることがある。ここでいう略台形状は、そのような場合を含んでおり、上記の凸部において台形状であることの効果を発揮することができる形状であればよい。
【００５０】
その場合、前記凸部の上面の前記間隙の幅の方向についての幅は、１．０μｍ以上としてもよい。
【００５１】
このように構成すれば、凸部の上面に、画素電極の第１の縁部を形成するのに十分な領域が確保される。その結果、凸部の上面に適正な配向状態の電気光学物質を十分量配置して、第１の側面上の電気光学物質の配向を適正に制御することができる。従って、第１の縁部上では、電気光学物質が良好な配向状態を保つことが可能となる。
【００５２】
或いは、凸部の間隙の幅方向における断面が台形状である態様では、前記台形状の断面における斜辺に相当する側面の傾斜角度は、６０°以下であるようにしてもよい。
【００５３】
このように構成すれば、凸部の第１及び第２の側面が緩やかに傾斜しているため、これら側面上においても配向膜に比較的十分に配向処理を行うことができる。
【００５４】
即ち、側面の傾斜角度が６０°以下であれば、例えばラビングによる配向処理において、ラビング布の毛先が１μｍ以下と短い場合であっても側面の隅々まで毛先が行き渡り、ラビング不足の領域が生じずに済む。これに対し、側面の傾斜角度が６０°よりも急峻であれば、そのコーナー部分ではラビング布の毛先が行き渡らずに、ラビング不足による配向不良領域が広がる可能性がある。また、ラビング時に発生する配向膜のカスが、コーナー部分に溜まり、液晶の配向を阻害する可能性もある。
【００５５】
よって、凸部側面の傾斜を緩やかにすることにより、配向膜表面における電気光学物質に対する配向規制力を十分確保することが可能である。
【００５６】
更に、凸部の側面の段差が緩やかであると、画素電極と対向電極との間隔の変動が緩やかであるため、この間隔に対応した電気光学物質の配向状態も漸近的に変化し、光変調度の違いが目立ちにくい。
【００５７】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記凸部は、前記間隙の幅方向における幅が相異なる複数の層を含む積層体を含み、前記第１及び第２の縁部の各々の側に、傾斜した側面を備えるようにすることができる。
【００５８】
尚、ここでいう「傾斜した側面」とは、急峻な壁面に対し、高さが頂上から終端まで減少傾向にあることで、外表が全体として傾斜した側面をいう。そのような斜面は、複数の層によって例えば階段状に形成され、層を重ねることで段差部分の角が丸くなっていたりする。
【００５９】
この態様によれば、複数層の成膜及びパターニングという、単純な工程の積み重ねによって凸部を形成することができる。また、凸部の側面が全体として傾斜していることから、配向膜に対し、側面上も比較的十分に配向処理を行うことができ、電気光学物質の配向不良を抑制することが可能である。
【００６０】
特に、前記間隙の幅方向における幅が相異なる複数の層を、上層から順にエッチングレートが高い材料で構成されているようにすると、一回のパターニング工程（即ち、フォトレジスト形成、エッチングを一度行う）によって、こうした階段状の側面を有する凸部が得られる。
【００６１】
以上の態様において、前記凸部の高さは、前記一対の基板の間の距離の１０分の１以上としてもよい。
【００６２】
本発明の電気光学装置における凸部は、相隣接する画素電極間の距離を十分にとるために、ある程度の高さが必要である。即ち、画素電極の第１の縁部と第２の縁部とは、凸部が高いほど離間させることができ、横電界を緩和すると共に縦電界を強めるという効果が強まる。
【００６３】
縦電界の強度は、対向する一対の基板間の距離をパラメータとすることから、縦電界に与える効果という点から見ると、凸部の高さは、対向基板間の距離に対するその比率を１つの尺度とすることができる。ここでは、凸部の高さを基板間距離の１０分の１以上としたので、相隣接する画素電極の間を十分に広げると共に、画素電極の第１の縁部と対向電極との距離を短縮し、電気光学物質の配向への横電界の影響を緩和することができる。
【００６４】
更に、前記凸部の高さは、２００ｎｍ以上としてもよい。
【００６５】
例えば液晶装置等の電気光学装置では、一般的な基板間距離は２μｍから３μｍ程度である。こうした具体的な寸法でみた場合、横電界を低減し、相対的に縦電界を強めるためには、凸部の高さは２００ｎｍ以上とすることが好ましい。逆に、凸部が低いと、凸部側面の段差が小さいために配向不良が生じ難くなる点では好ましいが、画素電極間の距離が十分とれず、構造的にも横電界が遮られなくなるために、横電界の影響を抑制する効果は小さくなる。
【００６６】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記一方の基板上に、上面側に前記凸部が形成された下地層を更に備えている。
【００６７】
この態様では、凸部は、例えば成膜の後、下地層の上となる部分に部分的にエッチングを施す等によって、下地層と一体的に形成される。このときには、凸部を形成するために別途成膜する必要がなく、簡便に製造することが可能である。或いは、凸部は、下地層の上に別途形成される。このときには、下地層の上面を、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械研磨）等によって一旦平坦化することができるので、凸部の形成領域以外の領域において、凹凸による電気光学物質の配向不良や、凹部へゴミが溜まることで生じる表示斑或いはコントラスト斑が低減される。また、平坦化された下地層上に形成することで、凸部を、形状精度よく形成することができる。いずれの場合も、予め形成された下地層を利用して凸部を形成するので、その形成位置や形状等に対する設計自由度が極めて大きいという利点がある。
【００６８】
更に、例えば同一基板上に形成される他の配線や素子の存在を利用して凸部を形成する場合、これら配線や素子等のパターンずれ等により、最終的に形成される凸部の高さや形状を設計通りとすることが基本的に困難である。これに比べれば、凸部の高さや形状を遥かに精度良く制御可能であり、その結果、横電界による電気光学物質の動作不良を確実に低減することができ、装置の信頼性を高めることができる。
【００６９】
本発明の電気光学装置の更に他の態様では、前記一方の基板上に、ＣＭＰ（化学的機械研磨）処理が施された一の絶縁膜を備え、該絶縁膜上に他の絶縁膜を介して前記凸部が形成されている。
【００７０】
一般に、電気光学物質の動作状態とその厚みとの間には対応関係があるので、電気光学物質を挟む一対の基板は、距離が一定となるよう、互いの対向面が平坦であることが望ましい。そのため、画素電極の下地層の表面は、画素電極を形成する前にＣＭＰ等による平坦化処理が施されることが多い。尚、画素電極の下地層は、通常、画素電極とより下層に積層された導電層との間の層間絶縁膜として形成される。
【００７１】
ＣＭＰ処理面には、機械的な研磨によって生じた微細な傷やクラックがある。そこで、下地層の上面にＣＭＰ処理を施し、この面に形成した層をエッチバックすることによって凸部を形成するとき、下地層が表出するまでエッチングすると、エッチャントが上層と下地層の界面に入り込み、この部分を浸食するおそれがある。
【００７２】
これに対し、ここでは、凸部が他の絶縁膜を介することでＣＭＰ処理を施した絶縁膜とは間接的に接する状態としたので、凸部の外表にＣＭＰ処理面が出ることはなく、上記のおそれが解消される。
【００７３】
このような態様は、例えば、ＣＭＰ処理を施した絶縁膜の上面に、他の絶縁膜を形成し、ＣＭＰ処理面に達しない深さでエッチングを行うことにより、凸部を他の絶縁膜の上部に形成することで実現できる。或いは、ＣＭＰ処理を施した絶縁膜と凸部形成用の層との間にストッパ層となる絶縁膜を介在させておき、ストッパ層に達して停止するまで凸部形成用の層をエッチングするようにしてもよい。
【００７４】
また更に、前記凸部は、酸素（Ｏ２）ガスを含むドライエッチングによりパターン形成されているようにしてもよい。
【００７５】
酸素（Ｏ２）ガスを含むドライエッチングでは、酸素（Ｏ２）ガスによりレジストの縁が削られながらエッチングが進行し、被エッチング層の端部にテーパが形成されることが知られている。よって、こうした手法によれば、傾斜した側部を有する凸部を比較的容易に形成することができる。尚、このようにして形成された凸部は、側部が傾斜しているために、凸部周辺においても配向処理を十分に行うことができ、電気光学物質の配向不良を阻止することが可能である。
【００７６】
以上の態様において、前記複数の画素電極は、基準電圧に対して互いの駆動電圧が逆の極性となるように周期的に反転駆動される第１及び第２の画素電極群を含み、前記凸部は、平面的に見て、前記第１の画素電極群に属する画素電極と前記第２の画素電極群に属する画素電極との間隙に対応する領域に形成されているようにしてもよい。
【００７７】
このように構成すれば、例えば１Ｈ反転駆動又は１Ｓ反転駆動、或いはドット反転駆動等の各種の反転駆動方式において、相異なる画素電極群に属する画素電極同士の間、即ち画素電極相互に逆の極性の電圧が印加されて横電界が生じる領域に凸部が配置され、横電界による悪影響を効果的に低減できる。このような凸部は、例えば、ストライプ状、格子状に設けられる。尚、同一の画素電極群に属する画素電極間では、横電界が殆ど生じない。そこで、同一の画素電極群に属する画素電極同士の間隙からは凸部を適宜に除くようにすれば、凸部の段差による電気光学物質の動作不良を抑えることができ、有利である。
【００７８】
更に、前記凸部の下層側には、前記下地表面をなす下地層を介して前記配線及び素子の少なくとも一部が配置されており、該少なくとも一部の存在に応じて前記下地層が盛り上げられることで前記凸部が形成されているようにしてもよい。
【００７９】
この態様によれば、凸部と同一基板上に形成される配線及び素子の厚みや形状が、凸部形成に利用される。配線及び素子には、例えば、画素電極に画像信号を供給するために所定方向に延びるように形成されるデータ線、データ線と交差する走査線及びデータ線からの入力信号を所定の画像電極に供給する薄膜トランジスタ等が含まれる。データ線、走査線及び薄膜トランジスタは、通常、入射光を反射して透過効率を低下させたり、光リーク電流を発生させたりしないように、画素を確定する画素領域の周辺、即ち画素電極同士の間隙に沿って形成される。これは凸部の形成領域に他ならず、このように配線及び素子には、形成領域が凸部とほぼ重なるものが存在することがある。
【００８０】
そこで、これら配線及び素子によって基板表面にできる起伏を利用すれば、上述のように凸部形成用の層を改めて成膜したり、凸部形成用の層又は画素電極の下地層をエッチングしたりする手間を削減し、“凸部形成工程”を簡素化することが可能である。
【００８１】
尚、凸部形成に利用されるのは、種々の配線及び素子のうちの少なくとも１つ、或いは少なくとも一部分であってよい。また、例えば液晶装置などの場合に、配線及び素子として蓄積容量及び蓄積容量に接続された容量接続用配線を含んでいれば、容量接続用配線が凸部形成に利用されてもよい。
【００８２】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様も含む）を具備してなる。
【００８３】
本発明の電子機器は、上述した電気光学装置を具備してなるので、明るく高品位な表示が可能であり、投射型表示装置、液晶テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器に適用することができる。
【００８４】
本発明の第１の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、前記一対の基板のうち一方の基板上に、間隙を隔てて平面配列された複数の画素電極を備えた電気光学装置を製造する製造方法であって、前記一方の基板上に前記複数の画素電極を駆動する配線及び素子を形成する工程と、前記配線及び素子の上に、前記間隙を隔てて相隣接する画素電極の夫々の縁部であって相隣接する縁部の高さが互いに異なるように、前記複数の画素電極を形成する工程とを含む。
【００８５】
本発明の第１の電気光学装置の製造方法によれば、間隙を隔てて相隣接する画素電極の夫々の縁部であって相隣接する縁部の高さが、互いに異なるようにして、画素電極が形成される。例えば、画素電極の下地表面における平面的に見て相隣接する画素電極の間隙に対応する領域に凸部を形成し、この凸部上に縁部の一方が配置されるように画素電極を形成するとよい。或いは、凸部上に相隣接する両縁部を配しつつも、これらの縁部に高低差をつけるように配するようにしてもよい。
【００８６】
このように、相隣接する画素電極を、互いの縁部における高さが異なるように形成すると、画素電極同士は、その配列面に平行な方向だけでなく垂直な方向にも距離をとることになる。従って、平面的に見た画素電極間の距離が変わらなくとも、その動作時に画素電極間に生じる横電界は、画素電極の縁部の高低差に応じて拡がった画素電極間の距離分だけ低減される。その結果、画素電極の間隙付近において、電気光学物質が横電界によって動作不良を起こし、光変調度を適正に制御できなくなることが防止される。例えば、液晶装置では、横電界の影響を受ける液晶の分子配向が変化し、光抜け等が起きることが防止される。その結果、表示におけるコントラスト比の低下、及び輝度の低下を防止することができる。
【００８７】
また、このように相隣接する画素電極の縁部に高低差をつけて形成することで、平面的に見た画素電極間の距離を広げずとも、横電界の影響により電気光学物質が動作不良を起こす領域の幅を狭めることが可能となる。従って、電気光学物質の動作不良を隠す遮光膜もより狭い幅とすることができ、光抜け等による画質不良を起こすことなく各画素領域の開口率を高めたり、画素ピッチを狭めたりすることが可能となる。
【００８８】
以上の結果、この電気光学装置の製造方法によれば、明るく、高品位の表示が可能な電気光学装置を得ること可能である。
【００８９】
本発明の第２の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなり、前記一対の基板のうち一方の基板上に平面配列された複数の画素電極を備えた電気光学装置を製造する製造方法であって、前記一方の基板上に前記複数の画素電極を駆動する配線及び素子を形成する工程と、前記画素電極の下地表面における平面的に見て相隣接する画素電極の間隙に対応する領域に凸部を形成する工程と、前記配線及び素子の上に、前記間隙を隔てて相隣接する画素電極の夫々の縁部であって相隣接する第１の縁部及び第２の縁部のうち、前記第１の縁部のみが前記凸部の上に配置されるように前記複数の画素電極を形成する工程と、前記画素電極及び前記凸部の上に、前記電気光学物質の配向を規制する配向膜を形成し、更に該形成された配向膜に対して前記第２の縁部から前記第１の縁部へ向かう方向にラビング処理を施す工程とを含む。
【００９０】
本発明の第２の電気光学装置の製造方法によれば、凸部上に第１の縁部のみが配置されるように画素電極を形成し、更にその上に、第２の縁部から第１の縁部の方向にラビング処理を施すことにより配向膜を形成するようにしているので、配向膜の配向性が弱くなる第１の側面上では、電気光学物質はその両脇の領域、即ち凸部の頂上と凸部から外れた平坦面上とにおける電気光学物質との間の相互作用により、これらの領域における電気光学物質と同方向に配向が揃う。
【００９１】
そのため、このように製造された電気光学装置の場合、第１の縁部上では、電気光学物質が一様に良好な配向状態を保つことができ、光抜け等の発生を抑制することが可能となる。また、凸部の第２の縁部側の側面上では、確実に配向処理がなされるため、配向膜に付与される配向性のおかげで、横電界の影響が緩和される。従って、このように凸部の存在によってラビング処理が不均一に施されても、電気光学物質の配向に横電界が及ぼす影響が大幅に抑制することが可能である。その結果、効果的に良好な画質を保つことができ、遮光膜の幅を狭くして画素の開口率を高めたり、画素ピッチの狭ピッチ化を図ったりするのに対しても有利である。
【００９２】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９３】
以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。
【００９４】
まず、本発明の一実施形態に係る液晶装置の主な構成について、図１から図４を参照して説明する。
【００９５】
図１は、本実施形態に係る液晶装置のうち、表示パネルの等価回路を表している。また、図２及び図３は、ＴＦＴアレイ基板上の画素部に係る部分構成を表す平面図である。なお、図２及び図３は、それぞれ、後述する積層構造のうち下層部分（図２）と上層部分（図３）に相当する。図４は、図２及び図３を重ね合わせた場合のＡ−Ａ´断面図である。尚、図４においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材の縮尺比率を適宜に変えてある。
【００９６】
＜表示パネルの原理的構成＞
図１において、表示パネルでは、複数の走査線１１a及び複数のデータ線６aが相交差して配列しており、その線間に、走査線１１a，データ線６aの各一により選択される画素領域が設けられている。各画素領域には、ＴＦＴ３０、画素電極９a及び蓄積容量７０が設けられている。ＴＦＴ３０は、データ線６aから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを選択画素に印加するために設けられ、ゲートが走査線１１ａに接続され、ソースがデータ線６ａに接続され、ドレインが画素電極９ａに接続されている。画素電極９ａは、後述の対向電極２１との間で液晶容量を形成し、入力される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを画素領域に印加して一定期間保持するようになっている。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列してＴＦＴ３０のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量配線４００に接続されている。
【００９７】
この液晶装置は、例えばＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式を採り、図示しない駆動回路から各走査線１１ａに走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを線順次に印加すると共に、それによってＴＦＴ３０がオン状態となる水平方向の選択画素領域の列に、図示しない駆動回路からデータ線６ａに画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを印加するようになっている。この際、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各データ線６ａに線順次に供給してゆくようにしてもよいし、複数のデータ線６ａ（例えばグループ毎）に同じタイミングで供給するものとしてもよい。これにより、画像信号が選択画素領域の画素電極９ａに供給される。表示パネルは、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが液晶層５０を介して対向配置されているので（図４参照）、以上のようにして区画配列された画素領域毎に液晶層５０に電界を印加することにより、両基板間の透過光量が画素領域毎に制御され、画像が階調表示される。また、このとき各画素領域に保持された画像信号は、蓄積容量７０によりリークが防止される。
【００９８】
更に、ここでは、画像信号の入力に関しては１Ｈ反転駆動方式を採っている。その詳細については後述する。
【００９９】
＜表示パネルの具体的構成＞
次に、上述の動作が実現される液晶装置の具体的な構成について、図２から図４を参照して説明する。
【０１００】
図２から図４において、上述の回路要素及び画素電極９ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば、ガラス基板、石英基板、ＳＯＩ基板、半導体基板等からなり、例えばガラス基板や石英基板からなる対向基板２０と対向配置されている。回路要素は画素電極９ａを駆動するために設けられ、ここでは、ＴＦＴアレイ基板１０の直上から画素電極９ａの直下までの範囲内に積層された、走査線１１ａから第４層間絶縁膜４４までを指している（図４参照）。また、画素電極９ａ（図３中、破線９ａ’で輪郭が示されている）は縦横に区画配列された画素領域の各々に配置され、その境界にデータ線６ａ及び走査線１１ａが格子状に配列するように形成されている（図２及び図３参照）。
【０１０１】
各回路要素を構成するパターニングされた導電膜は、下から順に走査線１１ａを含む第１層、ゲート電極３ａを含む第２層、蓄積容量７０の固定電位側容量電極を含む第３層、データ線６ａ等を含む第４層、容量配線４００等を含む第５層からなる。また、第１層−第２層間には下地絶縁膜１２、第２層−第３層間には第１層間絶縁膜４１、第３層−第４層間には第２層間絶縁膜４２、第４層−第５層間には第３層間絶縁膜４３、第５層と画素電極９ａの間には第４層間絶縁膜４４が夫々設けられ、前述の各要素間が短絡することを防止している。尚、このうち、第１層から第３層が下層部分として図２に示され、第４層、第５層及び画素電極９ａが上層部分として図３に示されている。
【０１０２】
＜第１層の構成―走査線等―＞
第１層は、走査線１１ａで構成される。走査線１１ａは、図２のＸ方向に沿って延びる本線部と、データ線６ａ或いは容量配線４００が延在する図２のＹ方向に延びる突出部とからなる形状にパターニングされている。このような走査線１１ａは、例えば導電性ポリシリコンからなり、その他にもＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド又はこれらの積層体等により形成することができる。
【０１０３】
＜第２層の構成―ＴＦＴ等―＞
第２層は、ＴＦＴ３０及び中継電極７１９で構成されている。ＴＦＴ３０は、例えばＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造とされ、ゲート電極３ａ、半導体層１ａ、ゲート電極３ａと半導体層１ａを絶縁するゲート絶縁膜を含んだ絶縁膜２を備えている。ゲート電極３ａは、例えば導電性ポリシリコンで形成される。半導体層１ａは、例えばポリシリコンからなり、チャネル領域１ａ´、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、並びに高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅからなる。尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極３ａをマスクとして不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。また、中継電極７１９は、例えばゲート電極３ａと同一膜として形成される。
【０１０４】
ＴＦＴ３０のゲート電極３ａは、下地絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１２ｃｖを介して走査線１１ａに電気的に接続されている。下地絶縁膜１２は、例えばシリコン酸化膜等からなり、第１層と第２層の層間絶縁機能の他、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることで、基板表面の研磨による荒れや汚れ等が惹き起こすＴＦＴ３０の素子特性の変化を防止する機能を有している。
【０１０５】
＜第３層の構成―蓄積容量等―＞
第３層は、蓄積容量７０で構成されている。蓄積容量７０は、容量電極３００と下部電極７１とが誘電体層を介して対向配置された構成となっている。このうち、容量電極３００は、容量配線４００に電気的に接続されている。下部電極７１は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａの夫々に電気的に接続されている。
【０１０６】
下部電極７１と高濃度ドレイン領域１ｅとは、第１層間絶縁膜４１に開孔されたコンタクトホール８３を介して接続されている。また、下部電極７１と画素電極９ａとは、コンタクトホール８８１、８８２、８０４、及び中継電極７１９、第２中継電極６ａ２、第３中継電極４０２により各層を中継し、コンタクトホール８９において電気的に接続されている。
【０１０７】
このような容量電極３００、下部電極７１には、例えば導電性のポリシリコンが用いられ、誘電体層には酸化シリコンが用いられる。また、第１層間絶縁膜４１は、例えば、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）によって形成されている。その他、第１層間絶縁膜４１には、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等を用いることができる。
【０１０８】
尚、この場合の蓄積容量７０は、図２の平面図からわかるように、画素電極９ａの形成領域にほぼ対応する画素領域に至らないように（遮光領域内に収まるように）形成されているので、画素開口率が比較的大きく維持されている。
【０１０９】
＜第４層の構成―データ線等―＞
第４層は、データ線６ａで構成されている。データ線６ａは、下から順にアルミニウム、窒化チタン、窒化シリコンの三層膜として形成されている。窒化シリコン層は、その下層のアルミニウム層と窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。また、第４層には、データ線６ａと同一膜として、容量配線用中継層６ａ１及び第２中継電極６ａ２が形成されている。これらは、図３に示したように、夫々が分断されるように形成されている。
【０１１０】
このうち、データ線６ａは、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８１を介して、ＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄと電気的に接続されている。
【０１１１】
また、容量配線用中継層６ａ１は、第２層間絶縁膜４２に開孔されたコンタクトホール８０１を介して容量電極３００と電気的に接続され、容量電極３００と容量配線４００との間を中継している。容量配線用中継層６ａ２は、前述したように、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８８２を介して中継電極７１９に電気的に接続されている。このような層間絶縁膜４２は、例えばＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。
【０１１２】
＜第５層の構成―容量配線等―＞
第５層は、容量配線４００及び第３中継電極４０２により構成されている。容量配線４００は、表示パネルの画像表示領域の周囲にまで延設され、定電位源と電気的に接続されることで、固定電位とされている。この容量配線４００は、図３に示すように、Ｘ方向、Ｙ方向に延在する格子状に形成され、Ｘ方向に延在する部分には、第３中継電極４０２の形成領域を確保するために切り欠きが設けられている。また、容量配線４００は、その下層のデータ線６ａ、走査線１１ａ、ＴＦＴ３０等を覆うように、これら回路要素の構造よりも幅広に形成されている。これにより、各回路要素は遮光され、入射光を反射させて投射画像における画素の輪郭がぼやける等の悪影響が防止されている。
【０１１３】
更に、容量配線４００のＸ方向延在部分とＹ方向延在部分とが丁度交差する角部は、略三角形の庇部がわずかに突き出すような形状となっている。この庇部により、ＴＦＴ３０の半導体層１ａに対する光の遮蔽を効果的に行うことができる。即ち、半導体層１ａに対して斜め上方から進入する光を、庇部が反射又は吸収することにより、ＴＦＴ３０における光リーク電流の発生を抑制し、フリッカ等のない高品質な画像を表示することが可能となる。
【０１１４】
このような容量配線４００は、第３層間絶縁膜４３に開孔されたコンタクトホール８０３を介して、容量配線用中継層６ａ１と電気的に接続されている。
【０１１５】
また、第４層には、容量配線４００と同一膜として、第３中継電極４０２が形成されている。第３中継電極４０２は、前述のように、コンタクトホール８０４及びコンタクトホール８９を介して、第２中継電極６ａ２−画素電極９ａ間を中継している。尚、これら容量配線４００及び第３中継電極４０２は、例えばアルミニウム、窒化チタンを積層した二層構造となっている。
【０１１６】
第４層の上には、全面に第４層間絶縁膜４４が形成されている。第４層間絶縁膜４４には、画素電極９ａー第３中継電極４０２間を電気的に接続するためのコンタクトホール８９が開孔されている。
【０１１７】
＜画素電極＞
第４層間絶縁膜４４の表面は、例えばＣＭＰ処理によって平坦化され、その上に画素電極９ａが画素領域毎に配置されている（図３）。本実施の形態では、同じく第４層間絶縁膜４４の上に、凸部９０が設けられている。凸部９０の詳細な機能、構成については、後述する。尚、画素電極９ａは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料からなり、凸部９０は、例えば窒化シリコンや酸化シリコン等の絶縁体からなる。また、これら画素電極９ａ及び凸部９０上は、配向膜１６によって覆われている。
【０１１８】
<対向基板２０上の構成>
他方、対向基板２０には、その対向面の全面に対向電極２１が設けられており、更にその上（図４では対向電極２１の下側）に配向膜２２が設けられている。対向電極２１は、画素電極９ａと同様、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。尚、対向基板２０と対向電極２１の間には、ＴＦＴ３０における光リーク電流の発生等を防止するため、少なくともＴＦＴ３０と正対する領域を覆うように遮光膜２３が設けられている。
【０１１９】
以上のように構成されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の間には、液晶層５０が設けられている。液晶層５０は、基板１０及び２０の周縁部をシール材により封止して形成した空間に液晶を封入して形成される。液晶層５０は、画素電極９ａと対向電極２１との間に電界が印加されていない状態において、ラビング処理等の配向処理が施された配向膜１６及び配向膜２２によって、所定の配向状態をとるようになっている。
【０１２０】
次に、この液晶装置の特徴部分について、図５から図９参照して説明する。
【０１２１】
＜凸部９０の機能と構成＞
図５は、本実施形態の液晶装置における画素電極付近における一部の構成要素を表す平面図であり、図６は、図５に示したＢ−Ｂ´線における拡大断面図である。ここでは、ストライプ状に延びる凸部９０が、図５においてＹ軸方向に並列した（即ち、Ｘ軸方向に一列に並んだ）画素電極９ａの各行の間隙に形成されている。この凸部９０上には、凸部９０を挟んで相対する画素電極９ａのうち、一方の縁部９ａ１のみが延びるようにして形成されている。また、凸部９０は、Ｙ軸方向における横断面が台形状であって、側面９１、９２と上面９３とを有している。縁部９ａ１は、凸部９０の側面９１から上面９３にかけて形成され、その終端は上面９３に位置している。
【０１２２】
ここでは、１Ｈ反転駆動方式が採用されているので、凸部９０を介在させた画素電極９ａの間には、横電界が発生する。即ち、ｎ番目（但しｎは自然数）のフィールド或いはフレームの画像表示期間中、Ｙ軸方向に並列した画素電極９ａの各行に、隣接する列とは基準電圧に対する極性が相異なる電圧を印加することにより、画素領域は、行毎に逆極性の液晶駆動電圧が印加された状態で駆動される。その様子を図７（ａ）に示す。続くｎ＋１番目のフィールド或いはフレームの画像表示期間では、図７（ｂ）に示したように、液晶駆動電圧の極性を反転させる。ｎ＋２番目のフィールド或いはフレーム以降は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示した状態が周期的に繰り返される。このように液晶層５０への印加電圧の極性を周期的に反転させると、液晶に直流電圧が印加されるのが防止され、液晶の劣化が抑制される。また、画素電極９ａの行毎に印加電圧の極性を逆としているので、クロストークやフリッカが低減される。
【０１２３】
この方式により、Ｙ軸方向に相隣接する（即ち、相異なる行に属する）画素電極９ａは、基準電圧に対して互いに逆の極性の電位で駆動されるため、その間の領域Ｃ１には横電界と呼ばれる基板面に平行な成分を持つ電界が発生する。つまり、凸部９０は、領域Ｃ１に対応する領域に設けられている。
【０１２４】
このような凸部９０は、例えば窒化シリコン、酸化シリコン等の絶縁材料で構成される。尚、凸部９０を液晶材料よりも透磁率が低い材料から構成すれば、凸部９０付近では、液晶が凸部９０で置き換えられる分だけ横電界が低減される。
【０１２５】
図８は、駆動時の領域Ｃ１付近の電気力線の分布状態を、図５のＢ−Ｂ´線断面で表している。即ち、図中の矢印は電気力線の方向を表し、その分布密度は電界強度に必ずしも対応してはおらず、その長さは電界強度を表すものではない。ここでは、領域Ｃ１に凸部９０が配置されており、画素電極９ａの縁部９ａ１、９ａ２のうち縁部９ａ１のみが凸部９０に持ち上げられている。そのため、画素電極の縁部９ａ１、９ａ２間の距離は、凸部９０の高さｄ１に応じて、平面的に見た場合の距離ｄ２から拡大されている。このように基板面に対して垂直方向に距離を稼いだ分だけ、横電界の強度は低減される。
【０１２６】
図９は、本実施形態の比較例における画素電極の構成とその１Ｈ反転駆動時の電気力線の分布とを、図８に対応させて表している。同図においても、図中の矢印は電気力線の方向を表し、その分布密度は電界強度に必ずしも対応してはおらず、その長さは電界強度を表すものではない。比較例では、互いに異なる極性で駆動される画素電極１９１、１９２は、同一平面上に電極間距離ｄ３の間隔をとって形成されている。画素電極１９１、１９２は縁部まで平坦であり、その上を配向膜１１６が覆っている。この場合の横電界は、画素電極１９１と画素電極１９２の間に平面状に発生する。これに対し、図８に示した本実施形態においては、例えば距離ｄ２を距離ｄ３と同程度とする場合には、平面上における画素電極の間隔を拡げずに横電界を弱めることができる。逆に、横電界の強度を比較例の場合と同程度とするならば、距離ｄ２は距離ｄ３よりも短くすることができ、画素の狭ピッチ化や、画素の開口率向上を図ることが可能となる。
【０１２７】
また、比較例では、横電界が画素電極１９１、１９２の面上に広がっているため、平面的に見て遮光膜１２３から外れた領域１２０でも液晶の配向が乱れてしまう。領域１２０は光を透過させるので、画素のうち、領域１２０に対応する端部だけが白く見える光抜けの原因となる。
【０１２８】
これに対し、図８に示した本実施形態においては、縁部９ａ１と縁部９ａ２との位置に高低差があるため、横電界はＴＦＴアレイ基板１０の基板面に対して傾きを持って生じる。そのため、液晶層５０において平面的に見た横電界の影響を受ける領域を、比較例に比べて狭くすることができる。即ち、液晶が配向不良となる領域を遮光膜２３もよりも狭い幅とすることができ、比較例のように光抜けを起こすおそれを回避することができる。更に、縁部９ａ１は、凸部９０に持ち上げられているため、画素電極９ａの他の部分よりも対向電極２１に近づいていることから、より強い縦電界を受ける。これにより、縁部９ａ１では、相対的に横電界の影響が弱まる。特に、上面９３における縁部９ａ１の延在領域では縦電界は最も強くなる。そこで、縁部９ａ１のうちでも横電界が集中する終端を上面９３に配置すると、強い縦電界によって横電界を効果的に緩和することができる。また更に、本実施形態では、凸部９０の横断面形状から明らかなように、縁部９ａ１と縁部９ａ２とを結ぶ最短の電気力線が凸部９０によって遮られるようになっている。これにより、電気力線は凸部９０を迂回して発生するため、縁部９ａ１、９ａ２の間には横電界が形成され難く、その電界強度は低減される。尚、縁部９ａ１と縁部９ａ２との水平方向に見た場合の間隙の幅である距離ｄ２があまりに狭いと、領域Ｃ１１では、電界の反転が急峻となって横電界が強くなってしまう。そのため、距離ｄ２は、０．５μｍ以上であることが望ましい。
【０１２９】
＜配向処理＞
ここでは、液晶層５０に対する横電界の悪影響を緩和するため、以上のように横電界の強度を低減したり縦電界を強めたりするだけでなく、配向膜１６による液晶配向規制力も考慮している。配向膜１６は、縁部９ａ２から縁部９ａ１へ向かう方向にラビング処理が施されたものである。つまり、この配向膜１６は、凸部９０の側面９２上では十分にラビングされているが、側面９１上では液晶配向を十分規制できるほどラビングされていないことがある。
【０１３０】
そのため、側面９１上の領域Ｃ１３（図８参照）では、横電界によって液晶が配向不良を起こす可能性がある。しかしながら、領域Ｃ１３は、凸部９０の上面９３であって画素電極の端部９ａ１が延びている領域Ｃ１２と、凸部９０から外れ、画素電極９ａが平坦に延びた領域Ｃ１４とに挟まれている。
【０１３１】
領域Ｃ１２では、配向膜１６の表面は上に突出した平坦面であることから、十分配向処理がなされている。また、領域Ｃ１２では、縁部９ａ１は対向電極２１との間に比較的強い縦電界を生じること、より下方に位置する縁部９ａ２との間に横電界が発生することから、横電界の影響は縁部９ａ１の終端周辺に限られる。そのため、領域Ｃ１２では、液晶を安定して適正に配向させることが可能である。
【０１３２】
領域Ｃ１４では、配向膜１６には十分にラビング処理がなされている。また、横電界の発生領域Ｃ１１から離れているため、横電界の影響が殆どなく、液晶を安定して適正に配向させることが可能である。
【０１３３】
領域Ｃ１３における配向膜１６は上述のように配向性が弱いが、領域Ｃ１３における液晶は、配向方向が揃った領域Ｃ１２、Ｃ１４の液晶との間に働く相互作用、即ち分子間力等によって、これら領域Ｃ１２、Ｃ１４の液晶と同方向に配向が揃う。
【０１３４】
これにより、領域Ｃ１２から領域Ｃ１４まで液晶が一様に良好な配向状態を保つことができ、縁部９ａ１の側の画素領域における光抜け等の発生を抑制することが可能となる。
【０１３５】
尚、領域Ｃ１２において縦電界が発生する領域を十分確保するためには、画素電極９ａの間隙の幅方向についての縁部９ａ１の凸部９０上における幅ｄ４を、０．５μｍ以上とすることが好ましい。これにより、領域Ｃ１２には良好な配向状態の液晶が十分量配置され、領域Ｃ１３の液晶配向を適正に制御することが可能となる。そうした場合、画素電極９ａの間隙の幅方向についての凸部９０の上面９３の幅は、同様の趣旨により、１．０μｍ以上とするとよい。
【０１３６】
また、側面９２上では、配向膜１６は確実にラビング処理がなされている。側面９２を含む領域Ｃ１１は、ちょうど縁部９ａ１と縁部９ａ２との間にあるため、少なからず横電界が生じる。しかし、配向膜１６によって配向が規制されるおかげで、液晶配向が大きく乱れることは抑制されている。
【０１３７】
よって、この液晶装置では、横電界が作用する領域Ｃ１１をほぼ縁部９ａ１、９ａ２の間隙という局所に限定し、しかも、この領域Ｃ１１における横電界の影響を極力排除することが可能である。これによれば、凸部９０の存在によって配向膜１６の配向処理が不均一に行われたとしても、その不均一性が実際に液晶の配向に及ぼす影響は大幅に抑制される。その結果、一層効果的に良好な画質を保つことができ、遮光膜２３の幅を狭くして画素の開口率を高めたり、画素ピッチの狭ピッチ化を図ったりするのに対しても有利となる。
【０１３８】
その一方で、凸部９０の断面形状を台形状としていることから、ここでは、側面９１、９２における段差は緩やかであり、側面９１のラビング処理が不十分となるおそれも緩和されている。尚、側面９１、９２の傾斜が緩やかであるほど、側面９１、９２近傍の液晶は動作を空間的に制限されなくなるため配向が乱れ難い。また、画素電極９ａと対向電極２１との間隔の変動も緩やかとなるため、この間隔に対応した液晶の動作状態も漸近的に変化し、光変調度の違いが目立ちにくい。こうした効果を考慮すると、凸部９０の側面９１，９２の傾斜角度は、例えば６０°以下とするとよい。
【０１３９】
また、凸部９０の高さｄ１は、例えばＴＦＴアレイ基板１０、対向基板２０間の距離の１０分の１以上とする。凸部９０は、相隣接する画素電極９ａ間の実効的な距離を十分にとるため、また縁部９ａ１における縦電界を十分強めるためには、高くするほうが好ましい。但し、凸部９０が高いと側面９１、９２の傾きが急峻となり、ラビング処理時に側面９１に処理が十分施すことができなくなるというおそれがある。しかしながら、本実施形態では、できる限り横電界を抑制しようという趣旨で画素電極９ａ等の主要部が構成されており、上述のように側面９１上で配向膜１６のラビング処理が十分ではない場合にも対処している。そこで、凸部９０の高さｄ１は、横電界の低減のみを考慮すると実際には４００ｎｍ以上であることが望ましいが、少なくとも２００ｎｍ以上であれば、以上に説明した構成をとることによる総合的な作用効果によって横電界を十分に抑えることが可能である。と同時に、側面９１、９２の傾斜角度や上面９３の幅等の寸法を調整し、凸部９０の段差を緩やかにする工夫をすることにより、ラビング処理による配向膜１６の配向規制力を大幅に低下させないようにすることもまた可能である。
【０１４０】
このように本実施の形態の液晶装置では、横電界を実効的に低減させ、また平面的に見たその範囲を狭めることにより、横電界が各画素領域の液晶層５０に及ぼす影響が総合的に緩和される。そのため、光抜け等によるコントラスト比の低下を防止することができ、輝度の低下を回避することができる。
【０１４１】
＜製造方法＞
次に、以上のように構成された液晶装置の製造プロセスについて、図５から図９を参照して説明した凸部９０及び画素電極９ａに関する工程を中心として説明する。図１０（ａ）から図１０（ｄ）は、本実施形態に係る液晶装置の製造方法を図５のＢ−Ｂ´線における断面について示した一連の工程図である。
【０１４２】
先ず、図１０（ａ）の工程では、石英基板、ハードガラス、シリコン基板等のＴＦＴアレイ基板１０を用意し、その上に、プレーナ技術を用いて回路要素を構成する導電膜を第１層から第５層まで順に積層する。具体的には、走査線１１ａ、ＴＦＴ３０、蓄積容量７０、データ線６ａ、容量配線４００及び中継電極等を、導電膜や半導体膜の成膜処理、ドーピング処理、パターニング処理、アニーリング処理等により形成する。尚、第１層−第２層間には下地絶縁膜１２、第２層−第３層間には第１層間絶縁膜４１、第３層−第４層間には第２層間絶縁膜４２、第４層−第５層間には第３層間絶縁膜４３、第５層上には第４層間絶縁膜４４を夫々形成する。
【０１４３】
第４層間絶縁膜４４は、例えば、ＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いた常圧又は減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により、ＮＳＧ（ノンシリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）等のシリケートガラス膜、若しくは、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等として形成する。このとき、第４層間絶縁膜４４の膜厚は、例えば５００〜２０００μｍ程度とする。この成膜段階では、第４層間絶縁膜４４の表面には、下層の各種回路要素の影響で凹凸が存在している。そこで、ＣＭＰ処理により、第４層間絶縁膜４４の表面を平坦化する。具体的には、例えば研磨プレート上に固定された研磨パッド上に、シリカ粒を含んだ液状のスラリー（化学研磨液）を流しつつ、スピンドルに固定した基板表面（即ち、第４層間絶縁膜４４の表面）を、回転接触させることにより研磨する。そして、時間管理或いは適当なストッパ層を所定位置に形成しておくことにより、研磨処理を停止する。こうして、第４層間絶縁膜４４は、例えば約３００〜１５００μｍ程度の膜厚の平坦化膜とされる。
【０１４４】
これにより、ＴＦＴアレイ基板１０上は、第４層間絶縁膜４４以下の積層構造が構築された状態となる。
【０１４５】
次に、図１０（ｂ）の工程では、第４層間絶縁膜４４の平坦面上に、凸部９０を形成する。具体的には、例えば第４層間絶縁膜４４と同様の材料を用いて絶縁膜を成膜し、その上の凸部９０の形成領域にフォトレジスト膜を形成し、これをマスクとして絶縁膜にエッチングを施す。その際にはウエットエッチングを用い、端面が６０°以下の緩やかなテーパ角を有するように絶縁膜をパターニングする。尚、ドライエッチングでもパターニングされた絶縁膜にテーパ各を形成することができる。例えば、レジストの形状を転写するようにレジスト自身にテーパを設けたり、酸素を添加したエッチングガスを用いてレジストを後退させながらエッチングしたりするとよい。
【０１４６】
これにより、凸部９０が形成される。このとき、凸部９０の側面９１、９２のテーパ角は、エッチング速度やエッチング異方性等のエッチング条件によって調整され、画素電極９ａの間隙の幅方向についての上面９３の幅は、エッチング条件とマスクの幅寸法との兼ね合いで調整される。このように、横断面が台形状である凸部９０は、比較的簡単な工程で形成することができる。
【０１４７】
尚、この工程の前後に、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより、第４層間絶縁膜４４の表面から第３中継電極４０２に至るコンタクトホール８９を開孔しておく。但し、ウエットエッチング、若しくはドライエッチングとウエットエッチングとの組合せにより、コンタクトホール８９の側壁に多少のテーパを設けるように開孔してもよい。
【０１４８】
次に、図１０（ｃ）の工程では、画素電極９ａを形成する。まず、第４層間絶縁膜４４上に、スパッタ等により、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜を約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、画素電極９ａを形成する。その際、画素電極９ａの縁部９ａ１は、凸部９０の上面９３に所定の幅ｄ４で設け、縁部９ａ２は、凸部９０の形成領域外の所定位置に設ける。これにより、図６に示したように、端部９ａ１、９ａ２が凸部９０に対して所定配置をとるように画素電極９ａが形成される。
【０１４９】
尚、当該液晶装置を反射型として用いる場合には、画素電極９ａは、アルミニウム等の反射率の高い不透明な材料を用いて形成するようにしても構わない。
【０１５０】
次に、図１０（ｄ）の工程では、画素電極９ａが形成されたＴＦＴアレイ基板１０上の全面に、ポリイミド系の配向膜用の塗布液を塗布して膜を形成し、その表面に図中に矢印Ｒで示した方向にラビング処理を施すことで、配向膜１６を完成させる。ラビング処理は、配向処理のなかでも広く普及している技術であり、これを利用することで比較的容易に製造することができ、また液晶装置の生産効率を維持することもできる。ここでは、凸部９０の側面９１、９２の傾斜角を６０°以下としたので、被ラビング膜表面の凹凸は比較的なだらかとなっている。そのため、ラビングローラに巻き付けたラビング布の毛先が、例えば０．１μｍ程度と短くとも、傾斜した側面９１、９２の隅々まで毛先が行き渡り、ラビング不足となる領域ができない。よって、配向膜１６は、配向規制力が十分確保されたものとなる。
【０１５１】
他方、対向基板２０については、例えばガラス基板を用意し、その一面に額縁状の遮光膜２３を形成する。遮光膜２３は、例えば金属クロム等をスパッタして形成する。その後、対向基板２０の全面に、例えば、ＩＴＯ等の透明導電性膜を、スパッタ等を用いて５０〜２００ｎｍの厚さに堆積することにより、対向電極２１を形成する。更に、対向電極２１の全面にポリイミド系の配向膜２２を形成する。
【０１５２】
続いて、電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを、電極形成面で対向させて組み立てる。その際、ＴＦＴアレイ基板１０、対向基板２０の周縁部をシール材で封止し、その間の密閉空間に液晶を注入し、液晶層５０とする。液晶には、例えば複数種のネマティック液晶を混合したものが使用される。以上により、本実施形態の液晶装置が完成する。
【０１５３】
このように本実施形態の液晶装置によれば、横電界を生じるような画素電極９ａの間隙に対応する領域に、間隙の幅方向についての断面が台形状の凸部９０を設け、その上面９３に、画素電極９ａの一方の縁部９ａ１だけが乗り上がっているようにしたので、（１）縁部９ａ１、９ａ２間は、直線距離が平面的に見た場合の距離ｄ２よりも長くなっており、距離ｄ２を拡げずとも横電界の強度が低減される。（２）更に、縁部９ａ１、９ａ２間の直線は凸部９０に遮られており、横電界はこれを迂回するように発生するため、電気力線の経路の観点から横電界強度は低減される。また、（３）縁部９ａ１は、凸部９０の上（特に上面９３の上）に設けられているので、凸部９０の高さの分だけ対向電極２１に近く、縁部９ａ１上では縦電界が比較的強くなる。そのため、この領域では、液晶に対する横電界の作用が緩和される。更に、（４）縁部９ａ１と縁部９ａ２に高低差があることから、この場合の横電界は基板面に対して傾斜して発生する。このような電界形状から、水平方向の電界成分、即ち実際に横電界として作用する電界成分は減少する。
【０１５４】
そして、本実施形態では、配向膜１６を縁部９ａ２から縁部９ａ１の方向にラビングして形成するようにしたので、配向膜１６においては、凸部９０の側面９２上の領域が液晶配向を十分強く規制できる側として選ばれる一方で、ラビング方向に基づく処理不足から、側面９１上の領域は側面９２ほど十分に液晶配向を規制することができない可能性があるものとなる。従って、（５）横電界が生じる領域Ｃ１１においては、配向膜１６の作用によって配向が強く規制されるために、液晶配向の乱れが緩和される。また、（６）側面９１上の領域Ｃ１３は、液晶が良好な配向状態となる領域Ｃ１２と領域Ｃ１４とに挟まれているので、この領域Ｃ１３の液晶は、その両側の液晶との相互作用により配向が適正状態に制御される。
【０１５５】
以上の作用により、この液晶装置では、駆動中に生じる横電界は実質的に低減されると共にその液晶に対する影響が緩和されるので、液晶層５０における液晶の配向不良は大幅に解消される。即ち、液晶の配向不良が生じる可能性がある領域は、領域Ｃ１１に限定され、しかも領域Ｃ１１においても配向の乱れは軽減されたものとなっている。従って、少なくとも領域Ｃ１１さえ遮光膜２３で覆うようにすれば、光抜けを防ぐことができ、従来よりも確実に光抜けを防止し、コントラスト比を低下させずに表示することを可能とする。また、配向が乱れる領域が従来よりも狭くなることから、画素電極９ａの間隙の幅方向における遮光膜２３の幅を狭くすることができる。従って、画素領域の開口率を向上させることが可能となる。或いは、逆に画素ピッチを狭めることにより、高精細化を図ることが可能となる。
【０１５６】
〔変形例〕
以下、上記実施形態の凸部９０に係る変形例について説明する。尚、以下の変形例では、実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略するものとする。
【０１５７】
（変形例１）
図１１は、Ｂ−Ｂ´線断面に対応した、実施例１に係る凸部９４の構成を表す断面図である。凸部９４の断面形状は、上に凸の山形型である。このような凸部９４は、例えば、第４層間絶縁膜４４上に形成した絶縁膜に対してエッチングによりパターニングを行い、その際にサイドエッチを許すことで形成することが可能である。
【０１５８】
このように凸部に平坦な上面がない場合でも、画素電極９ａの縁部９ａ１と縁部９ａ２との間に高低差を設けることができ、実施形態の凸部９０と同様の作用効果が得られる。即ち、凸部９４に画素電極９ａの一方の縁部９ａ１だけが乗り上がっているようにしたので、縁部９ａ１、９ａ２間は距離ｄ２よりも長くなり、距離ｄ２を拡げずとも横電界の強度が低減される。また、縁部９ａ１は、凸部９４上に設けられているので、凸部９４の高さの分だけ対向電極２１に近く、縁部９ａ１上の縦電界は比較的強くなる。そのため、この領域では、液晶に対する横電界の作用が緩和される。更に、縁部９ａ１と縁部９ａ２に高低差があることから、この場合の横電界は基板面に対して傾斜して発生する。このような電界形状から、水平方向の電界成分、即ち実際に横電界として作用する電界成分は減少する。
【０１５９】
従って、本変形例においても、駆動中に生じる横電界は実質的に低減されると共にその液晶に対する影響が緩和され、液晶層５０における液晶の配向不良は大幅に解消される。
【０１６０】
（変形例２）
図１２は、Ｂ−Ｂ´線断面に対応した、実施例２に係る凸部９５の構成を表す断面図である。凸部９５は、第４層間絶縁膜４４上に設けられた絶縁膜４５に対して、部分的にエッチングを施す等により、絶縁膜４５と一体的に形成されている。この場合には、凸部９５を形成するために別途成膜する必要がなく、簡便に製造することが可能である。
【０１６１】
また、ここでは、凸部９５は、ＣＭＰ処理を施した第４の層間絶縁膜４４とは絶縁膜４５を介して間接的に接しているので、凸部９５の外表にＣＭＰ処理面が出ることがないようになっている。一般に、ＣＭＰ処理面には、機械的な研磨によって生じた微細な傷やクラックがある。そこで、上記実施形態のように、ＣＭＰ処理を施した層間絶縁膜の直上に形成した層をエッチバックすることによって凸部を形成するとき、ＣＭＰ処理面が表出するまでエッチングすると、上層とこの面との間にエッチャントが入り込み、この部分を浸食するおそれがある。これに対し、凸部９５は、絶縁膜４５の上部に設けられるので、このような製造上の不具合を回避することができる。
【０１６２】
このような凸部９５は、具体的には、第４層間絶縁膜４４の上面に絶縁膜４５を形成し、第４層間絶縁膜４４に達しない深さでエッチングを行うことにより形成することができる。尚、第４層間絶縁膜４４と絶縁膜４５との間にストッパ層を介在させ、ストッパ層に達して停止するまで絶縁膜４５をエッチングするようにしてもよい。
【０１６３】
（変形例３）
図１３は、Ｂ−Ｂ´線断面に対応した、実施例３に係る凸部９６の構成を表す断面図である。凸部９６は、基体となる下部層９６ａと、これを被覆する上部層９６ｂとからなる積層体であり、縁部９ａ１、９ａ２の側の両側面が傾斜している。
【０１６４】
凸部９６では、例えば、下部層９６ａをアルミニウム、上部層９６ｂを窒化チタンとしてよい。その形成方法は、例えば、第４層間絶縁膜上の凸部９６の形成領域に、アルミニウムと窒化チタンを順に成膜し、２層同時にストライプ状にパターニングする。更に、熱処理を行い、窒化チタンを溶融させてアルミニウムの下部層９６ａを覆うようにする。
【０１６５】
このようにして形成した上部層９６ｂの表面では、段差が滑らかとなっており、急峻な段差が液晶配向にもたらす悪影響が回避される。尚、アルミニウムからなる下部層９６ａは、凸部９６を形成するためだけに設けられてもよいし、何らかの電極や配線であっても構わない。また、この例では、凸部９６は下部層９６ａ、上部層９６ｂの２層からなるものとしたが、本発明に係る凸部は、これに限らず、画素電極９ａの間隙の幅方向における幅が相異なる複数層を含む積層体として構成することができる。
【０１６６】
（変形例４）
図１４は、Ｂ−Ｂ´線断面に対応した、実施例４に係る凸部９９の構成を表す断面図である。凸部９９は、上に行くほど幅が狭い下部層９９ａ、中間層９９ｂ、上部層９９ｃがこの順に積層されてなる、断面形状が階段状の積層体である。このような断面形状の凸部９９においても、実施形態の凸部９０と同様の作用効果が得られる。ここでは、凸部９９は３層からなるものとしたが、２層或いは４層以上の積層体であってよく、層数を多くして側面の段差を滑らかにするようにしてもよい。
【０１６７】
また、下部層９９ａ、中間層９９ｂ、上部層９９ｃの各層は、所定種類のエッチング材（即ちエッチングガスやエッチャント）に対しエッチングレートがこの順に低くなるように構成すると、所定種類のエッチング材による一括エッチングによって、図１４のような、幅を順に違えた凸部９９を形成することができ、好ましい。更に、その際のサイドエッチの度合いによっては、各層の側面に夫々テーパを形成することも可能である。
【０１６８】
（変形例５）
図１５は、Ｂ−Ｂ´線断面に対応した、実施例５に係る凸部９７の構成を表す断面図である。凸部９７は、容量配線４０１の存在を利用し、第４層間絶縁膜４４の隆起した部分として形成されている。即ち、この場合には、単に第４層間絶縁膜４４を形成するだけで凸部９７が自動的に形成されるので、上記実施形態及び変形例１から４に示したように、凸部形成用の層を改めて成膜したり、凸部形成用の層をエッチングしたりする手間を削減し、“凸部形成工程”を簡素化することが可能である。
【０１６９】
（変形例６）
変形例５では、容量配線４０１を利用して凸部９７を形成するようにしたが、本発明に係る凸部は、同一基板上に形成されるその他の配線及び素子の厚みや形状を利用することによっても形成することができる。配線及び素子としては、例えばデータ線６ａ、走査線１１ａ及びＴＦＴ３０等が含まれる。これらデータ線６ａ、走査線１１ａ及びＴＦＴ３０は、図２及び図３に示したように画素電極９ａ同士の間隙に沿って形成されており、これらによって基板表面にできる起伏を利用すれば、凸部を形成することができる。
【０１７０】
本変形は、そのような一例として、データ線１６ａを利用して凸部９８を形成する場合について説明する。図１６は、Ｂ−Ｂ´線断面に対応した、実施例６に係る凸部９８の構成を表す断面図である。この場合、液晶装置は容量配線４００を備えておらず、導電層としては、データ線１６ａがＴＦＴアレイ基板１０上の最上層となっている（従って、画素電極９ａは、第３層間絶縁膜４３の直上に設けられている）。
【０１７１】
また、データ線１６ａは、画素電極９ａ同士の間隙のうちＹ方向に沿って基幹６１ａが延びているほか、Ｘ方向に沿って分岐線６２ａが突出している。その様子を、図１７に示す。凸部９８は、この分岐線６２ａを利用して形成されている（図１６参照）。
【０１７２】
このように、本発明に係る液晶装置では、各種配線及び素子の存在を利用して凸部を設けることができる。そのためには、変形例５、６に説明したように、凸部の位置形状に合わせて配線形状を任意に変形しても構わない。
【０１７３】
尚、上記実施形態及び変形例では、図５に示したように、各画素電極９ａでは、Ｙ方向における２つの縁部のうちの一方が縁部９ａ１として凸部上に形成され、他方が縁部９ａ２として平坦面状に形成されるようにしたが、本発明では凸部の各々において隣接する縁部が図６のような関係にありさえすればよい。例えば図１８に示したように、Ｙ方向における２つの縁部１９ａ２が共に平坦面状に形成されている画素電極１９ａと、Ｙ方向における２つの縁部１９ａ１が共に凸部９０上に形成されている画素電極１９ｂとが、Ｙ方向に交互に配列されているような構成とすることもできる。
【０１７４】
〔電気光学装置の全体構成〕
以上の実施形態及び変形例に係る液晶装置の全体構成を、図１９及び図２０を参照して説明する。尚、図１９は、ＴＦＴアレイ基板１０をその上に形成された各構成要素と共に対向基板２０の側から見た平面図であり、図２０は、図１９のＨ−Ｈ'断面図である。
【０１７５】
図１９において、ＴＦＴアレイ基板１０上にはシール材５２がその周縁に沿って設けられており、その内側に、画像表示領域１０ａの周辺を規定する額縁状の遮光膜５３が設けられている。シール材５２の外側の領域には、データ線６ａに画像信号を所定タイミングで供給することによりデータ線６ａを駆動するデータ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。また、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線３ａに走査信号を所定タイミングで供給することにより走査線３ａを駆動する走査線駆動回路１０４が設けられている。尚、走査線３ａに供給される走査信号遅延が問題にならないのであれば、走査線駆動回路１０４を片方だけとしてもよく、逆にデータ線駆動回路１０１を画像表示領域１０ａの両側に配列させてもよい。更に、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に、走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０の角部の少なくとも１箇所には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させる導通材１０６が設けられている。そして、図２０に示すように、図１９に示したシール材５２とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２０が当該シール材５２によりＴＦＴアレイ基板１０に固着されている。
【０１７６】
尚、ＴＦＴアレイ基板１０上には、これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、複数のデータ線６ａに画像信号を所定のタイミングで印加するサンプリング回路、複数のデータ線６ａに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【０１７７】
また、投射光が入射する対向基板２０側及び出射光が出射するＴＦＴアレイ基板１０側には、夫々、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertically Aligned）モード、ＰＤＬＣ(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【０１７８】
以上に説明した液晶装置は、例えばプロジェクタに適用される。その場合、３つの液晶装置がＲＧＢ３原色夫々のライトバルブとして用いられ、各ライトバルブには、ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色光が投射されるように構成される。また、以上に説明した液晶装置は、プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー表示装置に適用することもできる。その場合、対向基板２０上における画素電極９ａに対向する領域に、ＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜と共に形成すればよい。あるいは、ＴＦＴアレイ基板１０上のＲＧＢに対向する画素電極９ａ下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。更に、この態様において、対向基板２０上に１画素に１個対応するマイクロレンズを形成するようにすれば、入射光の集光効率が向上するため、表示輝度を向上させることができる。更にまた、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用してＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るい表示が可能となる。
【０１７９】
尚、以上の説明においては、データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０上に設けるようにしたが、その代わりに、例えばＴＡＢ（Tape Automated bonding）基板上に実装された駆動用ＬＳＩに、ＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしても構わない。
【０１８０】
〔電子機器〕
次に、以上詳細に説明した液晶装置を電子機器に適用する場合について説明する。
【０１８１】
ここでは、この電気光学装置たる液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図２１は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。この図に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶装置１００Ｒ、１００Ｂおよび１００Ｇに入射される。液晶装置１００Ｒ、１００Ｂおよび１００Ｇの構成は上述した液晶装置と同等であり、それぞれにおいて画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号が変調される。これらの液晶装置によって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。ダイクロイックプリズム１１１２では、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。これにより各色の画像が合成され、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン１１２０等にカラー画像が投写される。
【０１８２】
以上では、本発明の電気光学装置の一具体例として液晶装置を挙げて説明したが、本発明の電気光学装置は、その他にも例えば電子ペーパなどの電気泳動装置や、電子放出素子を用いた表示装置（Field Emission Display及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display）等として実現することができる。また、このような本発明の電気光学装置は、先に説明したプロジェクタの他にも、テレビジョン受像機や、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の各種の電子機器に適用可能である。
【０１８３】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置、該電気光学装置の製造方法、及び該電気光学装置を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液晶装置の構成を示す等価回路図である。
【図２】図１に示した液晶装置の具体的な構成を表す部分平面図である。
【図３】図１に示した液晶装置の具体的な構成を表す部分平面図である。
【図４】図２及び図３のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】図１に示した液晶装置の主要部を抽出して表す部分平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ’断面図である。
【図７】実施形態における液晶装置の１Ｈ反転駆動方式における動作状態を説明するための図である。
【図８】図５に示した画素電極の縁部における凸部の作用を説明するための図である。
【図９】図５に示した画素電極の縁部の比較例における電界分布を表す図である。
【図１０】実施形態における液晶装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図１１】実施形態における液晶装置の変形例に係る断面図である。
【図１２】実施形態における液晶装置の変形例に係る断面図である。
【図１３】実施形態における液晶装置の変形例に係る断面図である。
【図１４】実施形態における液晶装置の変形例に係る断面図である。
【図１５】実施形態における液晶装置の変形例に係る断面図である。
【図１６】実施形態における液晶装置の変形例に係る断面図である。
【図１７】図１４に示した変形例におけるデータ線の構成を表す平面図である。
【図１８】実施形態における液晶装置の変形例に係る平面図である。
【図１９】実施形態における液晶装置の全体構成を表す平面図である。
【図２０】図１７のＨ−Ｈ´断面図である。
【図２１】本発明の電子機器の一実施形態に係る液晶プロジェクタの構成を表す断面図である。
【符号の説明】
【０１８５】
１０…ＴＦＴアレイ基板、１ａ…半導体層、６ａ…データ線、６ａ１…容量配線用中継層、６ａ２…第２中継電極、９ａ…画素電極、９ａ１、９ａ２…（画素電極の）縁部、１１ａ…走査線、１６，２２…配向膜、２０…対向基板、２１…対向電極、３０…ＴＦＴ、４１〜４４…層間絶縁膜、５０…液晶層、７０…蓄積容量、７１…下部電極、８９…（画素電極９ａ用の）コンタクトホール、９０…凸部、９０Ａ〜９２Ａ…回路面、９０Ｂ，９１Ｂ…（ＴＦＴアレイ基板の）裏面、３００…容量電極、４００…容量配線、４０２…第３中継電極、ｄ１…凸部の高さ、ｄ２…平面的に見た画素電極間距離。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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